package com.sparsearr.datastructures.ztr.tree.threadbinarytree;

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;

/**
 * @Author: ZhaoTR
 * @Date: Created in 2025/6/28 21:29
 * @Description: 线索化二叉树
 * @Version: 1.0
 */
public class ThreadBinaryTreeTest {
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger(ThreadBinaryTreeTest.class);

    public static void main(String[] args) {
        // 中序线索二叉树
        HeroNode root = new HeroNode(1, "tom");
        HeroNode node2 = new HeroNode(3, "jack");
        HeroNode node3 = new HeroNode(6, "smith");
        HeroNode node4 = new HeroNode(8, "mary");
        HeroNode node5 = new HeroNode(10, "king");
        HeroNode node6 = new HeroNode(14, "dim");

        root.setLeft(node2);
        root.setRight(node3);
        node2.setLeft(node4);
        node2.setRight(node5);

        node3.setLeft(node6);

        // 线索化
        ThreadBinaryTree threadBinaryTree = new ThreadBinaryTree();
        threadBinaryTree.setRoot(root);
        threadBinaryTree.threadNodes();

        HeroNode leftNode = node5.getLeft();
        System.out.println("十号节点的前驱节点是：" + leftNode);
        HeroNode rightNode = node5.getRight();
        System.out.println("十号节点的后继节点是：" + rightNode);

        System.out.println("使用线索化的方式遍历二叉树！");
        threadBinaryTree.threadedList();
    }
}

// 实现线索化功能的二叉树
class ThreadBinaryTree {
    private HeroNode root;

    // 为了实现线索化，创建一个指向当前节点的指针，指向当前节点的父节点
    private HeroNode pre = null;

    public void setRoot(HeroNode root) {
        this.root = root;
    }

    public void threadNodes() {
        this.threadNodes(root);
    }

    // 遍历线索化二叉树
    public void threadedList() {
        // 定义一个变量，保存当前节点的前驱节点
        HeroNode node = root;
        while (node != null) {
            // 循环找到 leftType == 1的节点，第一个就是8
            while (node.getLeftType() == 0) {
                node = node.getLeft();
            }
            System.out.println(node);
            // 如果当前节点的右指针向的是后继节点
            while (node.getRightType() == 1) {
                // 获取到当前节点的右指针
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            // 替换  node
            node = node.getRight();
        }
    }

    // 创建二叉树进行中序线索化
    public void threadNodes(HeroNode node) {
        // 判断当前节点是否为空
        if (node == null) {
            return;
        }
        // 1. 先线索化左子树
        threadNodes(node.getLeft());

        // 2. 线索化当前节点
        // 处理当前节点的前驱节点
        if (node.getLeft() == null) {
            // 当前节点的左指针指向前驱节点
            node.setLeft(pre);
            // 当前节点的左指针类型为1
            node.setLeftType(1);
        }

        // 处理后继节点
        if (pre != null && pre.getRight() == null) {
            // 前驱节点的右指针指向当前节点
            pre.setRight(node);
            // 前驱节点的右指针类型为1
            pre.setRightType(1);
        }

        // 每处理一个节点，让当前节点是下一个节点的前驱节点
        pre = node;

        // 3. 线索化右子树
        threadNodes(node.getRight());
    }

    public void deleteNode(int no) {
        if (root != null) {
            // 需要立即判断根节点是否为空
            if (root.getNo() == no) {
                root = null;
            } else {
                root.deleteNode(no);
            }
        } else {
            System.out.println("二叉树为空");
        }
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.preOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空");
        }
    }

    // 中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.infixOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空");
        }
    }

    // 后序遍历
    public void postOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.postOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空");
        }
    }

    // 前序遍历查找
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.preOrderSearch(no);
        } else {
            return null;
        }
    }

    // 中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.infixOrderSearch(no);
        } else {
            return null;
        }
    }

    // 后序遍历查找
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.postOrderSearch(no);
        } else {
            return null;
        }
    }
}

// 创建HeroNode
class HeroNode {

    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left;
    private HeroNode right;
    // 如果leftType==0表示指向左子树，否则指向左子树，leftType==1表示指向前驱节点
    // 如果rightType==0表示指右子树，否则指向右子树，rightType==1表示指向后继节点
    private int leftType;
    private int rightType;

    public int getLeftType() {
        return leftType;
    }

    public void setLeftType(int leftType) {
        this.leftType = leftType;
    }

    public int getRightType() {
        return rightType;
    }

    public void setRightType(int rightType) {
        this.rightType = rightType;
    }

    public HeroNode(int no, String name) {
        super();
        this.no = no;
        this.name = name;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    /**
     * 删除节点
     *
     * @param no 待删除的节点编号
     */
    public void deleteNode(int no) {
        // 1. 判断当前节点的左子节点是否为空，如果不为空，则递归删除
        // 2. 递归删除
        if (this.left != null && this.left.no == no) {
            this.left = null;
            return;
        }
        if (this.right != null && this.right.no == no) {
            this.right = null;
            return;
        }
        if (this.left != null) {
            this.left.deleteNode(no);
        }
        if (this.right != null) {
            this.right.deleteNode(no);
        }
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder() {
        System.out.println(this);
        if (this.left != null) {
            this.left.preOrder();
        }

        if (this.right != null) {
            this.right.preOrder();
        }
    }

    // 中序遍历
    public void infixOrder() {
        // 先递归左子树
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        // 输出父节点
        System.out.println(this);
        // 递归右子树
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    // 后序遍历
    public void postOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.postOrder();
        }
        if (this.right != null) {
            this.right.postOrder();
        }
        System.out.println(this);
    }

    /**
     * 前序查找
     *
     * @param no 待查找的节点编号
     * @return 找到的节点
     */
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        System.out.println("进入前序遍历查找");
        // 判断当前节点是否是需查找的节点
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        // 1. 判断当前节点的左子节点是否为空，如果不为空，则递归前序查找
        // 2. 递归前序查找
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        // 3. 否则，判断当前节点的右子节点是否为空，如果不为空，则递归前序查找
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        // 4. 如果没有找到，则返回null
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    /**
     * 递归中序查找
     *
     * @param no 查找的编号
     * @return 找到的节点，如果没有找到，则返回null
     */
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        System.out.println("进入中序查找");
        // 1. 判断当前节点是否为空，如果不空，则进行节点的遍历
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        // 2. 如果找到了，则返回，否则，比较当前节点，如果等于，则返回当前节点
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        // 3. 向右递归进行查找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    /**
     * 后序遍历查找
     *
     * @param no 查找的节点
     * @return 查找到的节点，如果没有找到，则返回null
     */
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        System.out.println("进入后序遍历查找");
        // 1. 判断当前节点是否为空，如果为空，则返回null，否则继续判断
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.postOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        // 2. 判断当前节点是否为空，如果为空，则返回null，否则继续判断
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.postOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        // 3. 遍历当前节点
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        return resNode;
    }
}
